import java.util.Arrays;
import java.util.Random;
import java.util.Stack;

/**
 * @Author 12629
 * @Date 2022/3/26 10:14
 * @Description：
 */
public class TestSort {


    /**
     * 直接插入排序：
     * 时间复杂度：
     *            最坏情况下：O(N^2)  逆序的
     *            最好情况下：O(N)  有序     如果 以后 数据量不大  而且基本上 趋于有序【优化】
     * 空间复杂度：O(1)
     * 稳定性：稳定
     *
     * 一个本身就稳定的排序，一定也可以实现为不稳定的
     *
     * 但是本身就是不稳定的排序，你能把它变为稳定的排序吗？
     *
     * @param array
     */
    public static void insertSort(int[] array) {

        for (int i = 1; i < array.length; i++) {
            int tmp = array[i];
            int j = i-1;
            for (; j >= 0; j--) {
                //>=
                if(array[j] > tmp) {
                    array[j+1] = array[j];
                }else {
                    //array[j+1] = tmp;
                    break;//
                }
            }
            array[j+1] = tmp;
        }
    }


    /**
     *
     *
     * @param array
     * @param gap
     */
    public static void shell(int[] array,int gap) {

        for (int i = gap; i < array.length; i++) {
            int tmp = array[i];
            int j = i-gap;
            for (; j >= 0; j-=gap) {
                //>=
                if(array[j] > tmp) {
                    array[j+gap] = array[j];
                }else {
                    //array[j+1] = tmp;
                    break;//
                }
            }
            array[j+gap] = tmp;
        }


    }

    /**
     * 时间复杂度：
     *
     * 空间复杂度：
     * O(1)
     * 稳定性：
     * 不稳定
     * @param array
     */
    public static void shellSort(int[] array) {
        int gap = array.length;//10
        while (gap > 1) {
            gap /= 2;
            shell(array,gap);
        }
        shell(array,1);
    }


    /**
     * 选择排序：
     * 时间复杂度：O(N^2)
     * 空间复杂度：O(1)
     * 稳定性： 不稳定
     * @param array
     */
    public static void selectSort(int[] array) {
        for (int i = 0; i < array.length; i++) {
            for (int j = i+1; j < array.length; j++) {
                if(array[j] < array[i]) {
                    swap(array,i,j);
                }
            }
        }
    }

    public static void selectSort2(int[] array) {
        for (int i = 0; i < array.length; i++) {
            int minIndex = i;//记录 最小值的下标
            for ( int j = i+1; j < array.length; j++) {
                if(array[j] < array[minIndex]) {
                    minIndex = j;
                    //swap(array,i,j);
                }
            }
            swap(array,minIndex,i);
        }
    }

    private static void swap(int[] array,int i,int j) {
        int tmp = array[i];
        array[i] = array[j];
        array[j] = tmp;
    }

    /**
     * 堆排序
     * 时间复杂度：O(n*logn)  和数据有序无序无关
     * 空间复杂度：O(1)
     * 稳定性：不稳定
     * @param array
     */
    public static void heapSort(int[] array) {
        //1、大根堆 O(N)
        createHeap(array);
        //2、排序O(n*logn)
        int end = array.length-1;
        while (end > 0) {
            swap(array,0,end);
            shiftDown(array,0,end);
            end--;
        }
    }

    private static void createHeap(int[] array) {
        for (int parent = (array.length-1-1)/2; parent >= 0 ; parent--) {
            shiftDown(array,parent,array.length);
        }
    }

    private static void shiftDown(int[] array,int parent,int len) {
        int child = (2*parent)+1;
        while (child < len) {
            if(child+1 < len && array[child] < array[child+1]) {
                child++;//他一定保存的是左右孩子的最大值的下标
            }
            if(array[child] > array[parent]) {
                swap(array,child,parent);
                parent = child;
                child = 2*parent+1;
            }else {
                break;
            }
        }
    }

    /**
     * 冒泡排序
     * 不针对优化：
     * 时间复杂度：O(N^2)
     * 空间复杂度：O(1)
     * 稳定性：稳定
     * @param array
     */
    public static void bubbleSort(int[] array) {

        for (int i = 0; i < array.length-1; i++) {
            boolean flg = false;
            for (int j = 0; j < array.length-1-i; j++) {
                if(array[j] > array[j+1]) {
                    swap(array,j,j+1);
                    flg = true;
                }
            }
            if(flg == false) {
                break;
            }
        }
    }


    /**
     * 快速排序：
     *
     * 时间复杂度：
     *     最好情况：O(n*logn)  可以每次 尽量将待排序序列 均匀的分割
     *     最坏情况：O(n^2)  正序  逆序
     * 空间复杂度：
     *    最好情况：O(logn)
     *    最坏情况：O(N)
     *
     *  稳定性：不稳定的排序
     *
     * @param array
     */
    public static void quickSort1(int[] array) {
        quick(array,0,array.length-1);
    }

    /**
     * 三数取中法
     * @param array
     * @param left
     * @param right
     * @return 三个数中的 中间数字的下标
     */
    private static int threeMid(int[] array,int left,int right) {
        int mid = (left+right) >>> 1;
        if(array[left] < array[right]) {
            if(array[mid] < array[left]) {
                return left;
            }else if(array[mid] > array[right]) {
                return right;
            }else {
                return mid;
            }
        }else {
            // array[left] > array[right]
            if(array[mid] < array[right]) {
                return right;
            }else if(array[mid] > array[left]) {
                return left;
            }else {
                return mid;
            }
        }
    }


    /**
     *
     * @param array
     */
    private static void insertSort2(int[] array,int start,int end) {

        for (int i = start+1 ; i <= end; i++) {
            int tmp = array[i];
            int j = i-1;
            for (; j >= start; j--) {
                //>=
                if(array[j] > tmp) {
                    array[j+1] = array[j];
                }else {
                    //array[j+1] = tmp;
                    break;//
                }
            }
            array[j+1] = tmp;
        }
    }



    private static void quick(int[] array,int start,int end) {
        if(start >= end) {
            return;
        }

        if(end-start+1 <= Constant.INSERT_SIZE) {
            //插入排序
            insertSort2(array, start, end);
            return;
        }

        //三数取中法-》start  end  mid 找到中间的数字
        int index = threeMid(array,start,end);
        swap(array,index, start);

        int pivot = partition(array,start,end);
        quick(array,start,pivot-1);
        quick(array,pivot+1,end);
    }


    /**
     * 快速排序：非递归实现
     * @param array
     */
    public static void quickSort(int[] array) {
        Stack<Integer> stack = new Stack<>();

        int start = 0;
        int end = array.length-1;
        int pivot = partition(array,start,end);

        //左边有2个元素及以上
        if(pivot > start+1) {
            stack.push(start);
            stack.push(pivot-1);
        }
        //右边有2个元素及以上
        if(pivot < end-1) {
            stack.push(pivot+1);
            stack.push(end);
        }

        while (!stack.empty()) {
            end = stack.pop();
            start = stack.pop();
            pivot = partition(array,start,end);

            //左边有2个元素及以上
            if(pivot > start+1) {
                stack.push(start);
                stack.push(pivot-1);
            }
            //右边有2个元素及以上
            if(pivot < end-1) {
                stack.push(pivot+1);
                stack.push(end);
            }
        }
    }

    /**
     * 一次划分函数
     * @param array
     * @param left
     * @param right
     * @return
     */
    private static int partition(int[] array,int left,int right) {
        int tmp = array[left];
        while (left < right) {
            //1 2 3 4 5
            while (left < right && array[right] >= tmp) {
                right--;
            }
            //右边 找到小于tmp的数据
            array[left] = array[right];

            while (left < right && array[left] <= tmp) {
                left++;
            }
            //右边 找到小于tmp的数据
            array[right] = array[left];
        }
        array[left] = tmp;
        return left;
    }


    /**
     * 归并排序
     * 时间复杂度：n*logn    不管有序还是无序
     * 空间复杂度：O(N)
     * 稳定性：稳定
     *
     * 冒泡   插入  归并
     * @param array
     */
    public static void mergeSort(int[] array) {
        mergeSortFunction(array,0,array.length-1);
    }

    private static void mergeSortFunction(int[] array,int low,int high) {
        if(low >= high) {
            return;
        }
        int mid = (low+high) >>> 1;
        mergeSortFunction(array,low,mid);
        mergeSortFunction(array,mid+1,high);
        merge(array,low,high,mid);
    }
    /**
     * 实现这个合并函数
     * @param array
     * @param low
     * @param high
     * @param mid
     */
    private static void merge(int[] array,int low,int high,int mid) {
        int[] tmp = new int[high-low+1];
        int k = 0;
        int s1 = low;
        int e1 = mid;
        int s2 = mid+1;
        int e2 = high;
        while (s1 <= e1 && s2 <= e2) {
            //两个归并段  都有数据
            if(array[s1] <= array[s2]) {
                tmp[k++] = array[s1++];
            }else {
                tmp[k++] = array[s2++];
            }
        }
        while (s1 <= e1) {
            tmp[k++] = array[s1++];
        }
        while (s2 <= e2) {
            tmp[k++] = array[s2++];
        }
        for (int i = 0; i < k; i++) {
            array[i+low] = tmp[i];
        }
    }


    /**
     * 归并排序 ：非递归
     * @param array
     */
    public static void mergeSort2(int[] array) {
        int gap = 1;
        while (gap < array.length) {
            for (int i = 0; i < array.length; i += gap*2 ) {
                int low = i;
                int mid = low+gap-1;
                if(mid >= array.length) {
                    mid = array.length-1;
                }
                int high = mid+gap;
                if(high >= array.length) {
                    high = array.length-1;
                }
                merge(array,low,high,mid);
            }
            gap = gap*2;
        }
    }





    public static void main8(String[] args) {
        int[] array = new int[10_0000];

        Random random = new Random();

        for (int i = 0; i < array.length; i++) {
            array[i] = i;
            //array[i] = random.nextInt(10_0000);
        }
        long startTime = System.currentTimeMillis();

        quickSort(array);

        long endTimes = System.currentTimeMillis();

        System.out.println(endTimes-startTime);
    }


    public static void countSort(int[] array) {

        int max = array[0];
        int min = array[0];
        for (int i = 1; i < array.length; i++) {
            if(max < array[i]) {
                max = array[i];
            }
            if(min > array[i]) {
                min = array[i];
            }
        }
        //max  min
        int[] count = new int[max-min+1];

        for (int i = 0; i < array.length; i++) {
            int index = array[i]-min;
            count[index] ++ ;
        }

        int index = 0;//表示array的下标
        //count数组 已经完成了计数
        for (int i = 0; i < count.length; i++) {
            while (count[i] != 0) {
                array[index] = i+min;//0+90
                index++;//2
                count[i]--;//0
            }
        }
    }


    public static void main(String[] args) {

        int[] array = {1,5,2,7,9,6,5,7};

        System.out.println("排序前："+Arrays.toString(array));

        countSort(array);

        System.out.println("排序后："+Arrays.toString(array));
    }
}
